本發(fā)明涉及電池制備，具體而言，涉及鋰離子電池及其制備方法及電池循環(huán)性能的檢測方法。

背景技術：

1、鋰離子電池作為現(xiàn)代便攜式電子設備和電動汽車的動力源，其性能指標尤為重要，尤其是循環(huán)性(即電池在多次充放電循環(huán)后保持性能的能力)。鋰離子電池的基本工作原理基于鋰離子在正極和負極之間嵌入和脫嵌的過程，這一過程受多種因素影響，例如鋰離子電池在循環(huán)充放電過程中由于正負極在脫嵌鋰時對電解液的吞吐量的不一致將會影響鋰離子電池的循環(huán)性。

2、循環(huán)性的高低直接影響鋰離子電池的實際應用價值。高循環(huán)性意味著電池能夠承受更多次的充放電循環(huán)而不顯著降低性能或壽命，這對于延長電池的使用壽命、提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可靠性至關重要。

3、鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供鋰離子電池及其制備方法及電池循環(huán)性能的檢測方法。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種鋰離子電池，其正極和負極的孔隙率以及極片厚度滿足下述公式1和公式2：

4、公式1：(τ2*h2-τ1*h1)＝k1(ψ1*d1-ψ2*d2)，其中k1為0.98～1.14；

5、公式2：(τ3*h3-τ2*h2)＝k2(τ2*h2-τ3*h3)，k2為0.55～0.63；

6、式中，τ1為100％soc時正極孔隙率，τ2為26％～28％soc時正極孔隙率，τ3為0％soc時正極孔隙率，ψ1為100％soc時負極孔隙率，ψ2為26％～28％soc時負極孔隙率，ψ3為0％soc時負極孔隙率，h1為100％soc時正極厚度，h2為26％～28％soc時正極厚度，h3為0％soc時正極厚度，d1為100％soc時負極厚度，d2為26％～28％soc時負極厚度，d3為0％soc時負極厚度。

7、在可選的實施方式中，τ2為27％soc時正極孔隙率，ψ2為27％soc時負極孔隙率，h2為27％soc時正極厚度，d2為27％soc時負極厚度。

8、第二方面，本發(fā)明提供一種鋰離子電池的制備方法，包括：

9、按照下述公式1和公式2選擇合適的正極和負極組裝為電池；

10、公式1：(τ2*h2-τ1*h1)＝k1(ψ1*d1-ψ2*d2)，其中k1為0.98～1.14；

11、公式2：(τ3*h3-τ2*h2)＝k2(τ2*h2-τ3*h3)，k2為0.55～0.63；

12、式中，τ1為100％soc時正極孔體積，τ2為26％～28％soc時正極孔隙率，τ3為0％soc時正極孔隙率，ψ1為100％soc時負極孔隙率，ψ2為26％～28％soc時負極孔隙率，ψ3為0％soc時負極孔隙率，h1為100％soc時正極厚度，h2為26％～28％soc時正極厚度，h3為0％soc時正極厚度，d1為100％soc時負極厚度，d2為26％～28％soc時負極厚度，d3為0％soc時負極厚度。

13、在可選的實施方式中，τ2為27％soc時正極孔隙率，ψ2為27％soc時負極孔隙率，h2為27％soc時正極厚度，d2為27％soc時負極厚度。

14、第三方面，本發(fā)明提供一種電池循環(huán)性能的檢測方法，包括：

15、測電池100％soc時的正極孔隙率，正極厚度，負極孔隙率，負極厚度；測電池26％～28％soc時的正極孔隙率，正極厚度，負極孔隙率，負極厚度；測電池0％soc時的正極孔隙率，正極厚度，負極孔隙率，負極厚度；

16、將測得的數(shù)值代入至下述公式1和公式2中，若公式成立則循環(huán)性能好；

17、公式1：(τ2*h2-τ1*h1)＝k1(ψ1*d1-ψ2*d2)，其中k1為0.98～1.14；

18、公式2：(τ3*h3-τ2*h2)＝k2(τ2*h2-τ3*h3)，k2為0.55～0.63；

19、式中，τ1為100％soc時正極孔隙率，τ2為26％～28％soc時正極孔隙率，τ3為0％soc時正極孔隙率，ψ1為100％soc時負極孔隙率，ψ2為26％～28％soc時負極孔隙率，ψ3為0％soc時負極孔隙率，h1為100％soc時正極厚度，h2為26％～28％soc時正極厚度，h3為0％soc時正極厚度，d1為100％soc時負極厚度，d2為26％～28％soc時負極厚度，d3為0％soc時負極厚度。

20、在可選的實施方式中，τ2為27％soc時正極孔隙率，ψ2為27％soc時負極孔隙率，h2為27％soc時正極厚度，d2為27％soc時負極厚度。

21、本發(fā)明具有以下有益效果：

22、本發(fā)明通過研究0％soc、26％～28％soc和100％soc時電解液在正極和負極中的吞吐量，發(fā)現(xiàn)當正極孔隙率、負極孔隙率以及正極厚度和負極厚度滿足本發(fā)明提供的上述公式1和公式2時，可解決鋰離子電池在循環(huán)充放電過程中由于正負極在脫嵌鋰時對電解液的吞吐量不一致時，即正極吐出電解液遠小于負極所需電解液，而導致負極貧液出現(xiàn)黑斑問題，從而提升循環(huán)性能。因此，本發(fā)明提供的鋰電池具有較佳的循環(huán)性能。

23、將本發(fā)明提供的公式應用于電池循環(huán)性能檢測時，無需對電池進行長循環(huán)，就能檢測電池的循環(huán)性，具有檢測效率高的特點。

技術特征：

1.一種鋰離子電池，其特征在于，其正極和負極的孔體積以及極片厚度滿足下述公式1和公式2：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，τ2為27％soc時正極孔隙率，ψ2為27％soc時負極孔隙率，h2為27％soc時正極厚度，d2為27％soc時負極厚度。

3.一種鋰離子電池的制備方法，其特征在于，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，τ2為27％soc時正極孔隙率，ψ2為27％soc時負極孔隙率，h2為27％soc時正極厚度，d2為27％soc時負極厚度。

5.一種電池循環(huán)性能的檢測方法，其特征在于，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測方法，其特征在于，τ2為27％soc時正極孔隙率，ψ2為27％soc時負極孔隙率，h2為27％soc時正極厚度，d2為27％soc時負極厚度。

技術總結(jié)
本發(fā)明涉及電池制備技術領域，公開了鋰離子電池及其制備方法及電池循環(huán)性能的檢測方法。鋰離子電池，滿足下述公式：公式1：(τ<subgt;2</subgt;*h<subgt;2</subgt;?τ<subgt;1</subgt;*h<subgt;1</subgt;)＝k<subgt;1</subgt;(ψ<subgt;1</subgt;*d<subgt;1</subgt;?ψ<subgt;2</subgt;*d<subgt;2</subgt;)，其中k<subgt;1</subgt;為0.98～1.14；公式2：(τ<subgt;3</subgt;*h<subgt;3</subgt;?τ<subgt;2</subgt;*h<subgt;2</subgt;)＝k<subgt;2</subgt;(τ<subgt;2</subgt;*h<subgt;2</subgt;?τ<subgt;3</subgt;*h<subgt;3</subgt;)，k<subgt;2</subgt;為0.55～0.63；τ<subgt;1</subgt;、τ<subgt;2</subgt;和τ<subgt;3</subgt;分別為100％SOC、26％～28％SOC以及0％SOC時正極孔隙率，ψ<subgt;1</subgt;、ψ<subgt;2</subgt;和ψ<subgt;3</subgt;分別為上述不同SOC時負極孔隙率，h<subgt;1</subgt;、h<subgt;2</subgt;和h<subgt;3</subgt;分別為上述不同SOC時正極厚度，d<subgt;1</subgt;、d<subgt;2</subgt;和d<subgt;3</subgt;分別為上述不同SOC時負極厚度。該電池循環(huán)過程中不容易因負極貧液出現(xiàn)黑斑問題，循環(huán)性能好。

技術研發(fā)人員：邵金瀟,李馨,梁聽,楊亦雙,楊慶亨
受保護的技術使用者：江蘇中興派能電池有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2